Question

【题目】现有某铁碳合金，某化学兴趣小组为了测定铁碳合金中铁的质量分数，并探究浓硫酸的某些性质，设计了下图所示的实验装置和实验方案（夹持仪器已省略），请你参与此项活动并回答相应问题(由实验装置引起的实验误差忽略不计)。

I、探究浓硫酸的某些性质

（1）按图示连接装置，检查装置___________，称量E的质量。

（2）将aɡ铁碳合金样品放入A中，再加入适量的浓硫酸，仪器A的名称为______，未点燃酒精灯前，A、B 均无明显现象，其原因是______________________。

（3）点燃酒精灯一段时间后，A、B中可观察到明显的现象，如A中，写出A中C和浓硫酸发生反应的化学方程式：__________________________，B中的现象是_________________，因此可得到浓硫酸具有_____________性。

（4）随着反应的进行，浓硫酸浓度逐渐减小变为稀硫酸，A中还可能发生某些离子反应，写出相应的离子方程式：_________________、____________________。

II、测定铁的质量分数

（5）待A中固体完全消失并不再逸出气体时，停止加热，拆下E并称重，E增重bg。铁碳合金中铁的质量分数为___________________(写表达式)。

（6）某同学认为上述方法较复杂，使用如图所示的装置和其他常用的实验仪器测定某些数据即可。为了快速和准确地计算出铁的质量分数，最简便的实验操作是___________（填写代号）。

①用排水法测定H2的体积

②反应结束后，过滤、洗涤、干燥、称量残渣的质量

③ 测定反应前后装置和药品的总质量ag

【答案】气密性 蒸馏烧瓶 常温下，铁被浓硫酸钝化 C＋2H2SO4（浓）CO2↑＋2SO2↑＋2H2O 品红溶液逐渐褪色 强氧化 2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋ Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑
③

【解析】

（1）按图示连接好装置以后，首先检查装置的气密性：（2）根据仪器构造可知仪器A的名称为蒸馏烧瓶；常温下Fe在浓硫酸中钝化，碳不与浓硫酸反应，故无明显现象；（3）浓硫酸具有强氧化性，在加热的条件下碳与浓硫酸反应的方程式为C＋2H2SO4（浓）CO2↑＋2SO2↑＋2H2O；二氧化硫具有漂白性，因此B中的现象是品红溶液逐渐褪色，根据以上分析可知浓硫酸具有强氧化性；（4）硫酸浓度减小后，稀硫酸与铁发生置换反应生成硫酸亚铁和氢气，另外铁还能与硫酸铁反应生成硫酸亚铁，离子方程式分别为Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑、2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋；（5）称取ag铁碳合金，加入过量浓硫酸，加热待A中不再逸出气体时，停止加热，拆下E装置并称重，E增重bg，则生成二氧化碳的质量为bg，根据质量守恒定律，则ag铁碳合金中含碳元素的质量为，则含铁的质量为，铁的质量分数为；（6）因为铁炭合金中的铁可以与稀硫酸反应生成氢气，瓶总质量的减少量即为氢气的生成量，而铁的质量可以通过氢气的质量求出，答案选③。

【题型】实验题
【结束】
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【题目】现有一种铜粉和铝粉的混合物样品,为测定该样品中铝的含量,称取5.0g此样品置于锥形瓶中,将100mL稀盐酸加入其中恰好完全反应,剩余固体2.3g.

（1）求该混合物中铝的质量分数为多少?

（2）所用盐酸中溶质的物质的量浓度为多少?

Answer 1

【答案】（1） 54% （2） 3mol/L

【解析】

（1）称取5.0g此样品置于锥形瓶中，将100mL稀盐酸加入其中恰好完全反应，剩余固体2.3g，该固体为铜，因此混合物中铝的质量为：5.0g-2.3g=2.7g，铝的质量分数为：2.7g/5.0g×100%=54%；

（2）铝与盐酸的反应关系式为：

2Al～～～～6HCl

2×27g 6mol

2.7g n

解得n＝0.3mol

所以盐酸的浓度是0.3mol÷0.1L＝3.0mol/L